哈爾濱工業大學云空間服務

文/仲瑋 范軼 代成琴 付德宇

哈爾濱工業大學的信息化建設以服務廣大師生為宗旨，陸續實施了數字化校園建設工程，實現了硬件集群、數據集中、應用集成和信息的標準化，相應的管理工作取得了顯著成效。一直以來，學校只針對院系、行政單位、實驗室、研究所提供有限功能的主機托管或空間托管服務，并不針對在校學生和教師開放。廣大師生若想制作個人網站，只能在校外公網租用服務器資源，涉及到備案、域名等多項操作，不僅價格高昂，增加了師生的經濟負擔，而且十分繁瑣。此外，由于學校的工科特色，很多計算機相關專業的學生憑個人興趣或是課堂實踐活動進行網絡相關開發，自主開發了許多面向校園的信息系統，如一些校園移動應用或校園電子商務等。由于沒有校園網內的服務器和網絡資源，開發的項目無法應用于實踐，阻礙了學生的開發熱情。為鼓勵學生的自主社會實踐活動，挖掘在校學生的創新、創意、創造能力，豐富校園信息化應用，同時也為廣大教師提供一個個人專屬的網站空間，我校于2011年面向所有在校師生提供了哈爾濱工業大學云空間服務。

建設目標

哈爾濱工業大學云空間建設的總體目標是以服務校園為宗旨，利用現有校園數據中心建設成果，以一流的標準思考信息應用的建設模式，通過創新的思維和先進的技術，為教師與學生提供方便易用的空間服務。同時為有志于開發互聯網應用的在校大學生提供創新、創意、創造的開發平臺，鼓勵開拓創新思維，為應用開發者提供完全免費的服務器主機、存儲空間、帶寬等環境，同時提供必要的指導與幫助，以豐富校園網絡資源，為高水準的初創互聯網應用提供助力支持。其具體目標包括：

1.建設一個可擴展的校園云，整合主機系統和存儲，建立虛擬化可靈活配置的資源池，實現高可靠性的運行環境和分級存儲。

2.以SaaS云服務形式建設方便、易用的教師個人主頁系統，使用校園統一身份認證，使之成為校園重要公共信息服務，為所有在校教師提供個人信息托管功能。

3.以SaaS云服務形式建設安全穩定的教師個人博客系統作為教師空間服務的補充，為在校教師與校園組織提供標準化的博客服務。

4.基于校園基礎云為在校學生提供免費的服務器空間服務和VPS服務，將常用開發組件服務化，對外提供標準開放接口。

5.為學生開發團隊提供互聯網開發咨詢與協助，建立完善的管理制度。

建設方案

根據我校校園網的實際情況，哈爾濱工業大學云空間服務采用易擴展的云計算模式，以開源的云計算和云存儲技術為基礎，提供開放式的計算環境。具體的方式包括：

1.通過虛擬化套件將主機系統整合、計算資源池化以降低服務成本、實現高可靠性的運行環境。為了有效保護投資，獲得更好的投資回報，我校整合了原有的一些HP刀片服務器，按照云計算系統的特點，升級了配置，使得性能更加均衡。使用虛擬化技術將服務器虛擬為多個性能可配的虛擬機，對整個集群系統中所有VM進行監控和管理，并根據實際資源使用情況靈活分配和調度資源池。通過連接中央存儲系統提供數據存儲和處理服務。虛擬機可以突破單個物理機的限制，動態地資源調整與分配消除服務器及存儲設備的單點故障，實現高可用性。服務器整合后構建的主機集群，為用戶提供安全、穩定的運行環境。

2.通過對系統服務的分類抽象將圖像處理、數據庫、WebServer、Mail、代碼版本管理等互聯網開發基本組件以服務擴展的形式提供給開發者，細化功能，將空間的服務模式從提供平臺擴展到同時提供平臺與服務。服務組件均使用開源方案實現，并對用戶開放標準的服務接口以方便調用。

3.通過對業務功能的合理規劃實現分級管理。根據具體業務應用的優先級以及對性能、可靠性和靈活性的要求，針對教師用戶，以通過提供SaaS服務的方式提供教師個人主頁與個人博客系統，用戶直接使用無需考慮實現細節，而對于學生互聯網開發測試則直接提供服務器空間或VPS主機， 通過可控的管理手段，保證用戶能夠便捷地享受到數字化校園建設成果。

實施效果

通過云空間服務的實施，我校建立了教師博客服務，既面向一線教師，又面向學科和部門提供互聯網信息服務。有數百名教師通過該服務建設了個人博客，同時校內一些組織部門，如圖書館、研究生學院、校廣播臺等也將該服務用于校園信息的發布，學術信息的存檔等工作，在校園信息化進程中起到了積極的作用；同時面向教師推出了教師個人主頁服務，提供了管理個人信息包括基本信息、科學研究、論文專著、榮譽獎勵、科研團隊、學術交流、招生信息、教學展示、個人新聞、簡單的文檔與圖片共享、英文介紹頁面等功能，形成了以教師基本信息為中心的信息化門戶。

我校還針對在校大學生推出了大學生互聯網項目創新服務平臺，該項目是哈爾濱工業大學云空間服務的核心部分，以大規模硬件網絡環境為基礎，以大容量存儲設備為依托，通過軟硬件的虛擬化為云空間服務提供保障。作為對硬件環境要求較高的校園服務，我校在校園核心機房劃分了專門的區域，使用獨立網絡并劃分了VLAN，使該區域的服務與校園其他信息服務隔離，并在校園數據中心的集中存儲上劃分了獨立的空間。根據互聯網開發的特點，我校準備了關于操作系統、數據庫、空間等多種資源的組合供開發團隊選擇，基本可以滿足任意一個校園規模的互聯網開發團隊網絡服務資源需求。

通過云空間服務的實施，我校為教師提供的空間服務為校園網內信息資源積淀提供了平臺，完成了校園網教師個人信息的實時更新，從根源上杜絕了教師個人信息陳舊，更新不及時的現狀。通過云空間提供的計算資源，在不到兩年的時間里，為學校30多個學生團隊提供了空間服務，共發布了成型的系統應用20多個，在廣大師生中產生了較好的口碑與反響，使廣大學生也體驗到了云計算服務的成果。

經驗總結

為師生提供空間服務，在技術上沒有什么難度，但在管理服務模式上是一次嘗試與創新。云空間服務實現了資源的有效利用，通過構建學校全局性公共共享服務應用支撐系統，建立了服務全校師生的全局性業務，將動態、易擴展且被虛擬化的計算資源通過互聯網提供服務，實現了資源在校園最大程度的共享。

教師個人主頁服務和教師博客服務豐富了校園信息應用，易用、易擴展的SaaS的云服務模式使教師無需掌握網頁設計技巧就可以擁有功能豐富的網絡空間，滿足了教師對校園網的個性化需求。同時，依托于校園云空間服務的服務器和網絡資源，提供開發組件空間與直接提供VPS兩種方式可以充分滿足學生團隊在校園從事互聯網相關的開發的需要，既降低了學生團隊開發的成本，有助于提高校園團隊的開發效率，同時有組織的管理也進一步豐富了校園信息應用。

云基礎架構平臺的日常管理是整個云空間服務正常運行的基本保障，管理員必須積極主動地收集和記錄云計算服務器的性能指標與數據。尤其是針對學生團隊的服務器資源分配，由于承擔工作負載的大多數服務器都是需要使用專用資源的虛擬機，對于云計算服務器來說，過度分配資源或分配資源不足都會產生嚴重的問題。因此，在分配資源之前必須詳細了解開發團隊所計劃的項目內容，合理的規劃和預估工作負載，保證運行空間服務的負載在服務器的性能指標內運行。

校園云空間的建設是校園信息化發展的趨勢,有利于促進師生形成靈活多樣的教學和學習方式，有利于培養高素質人才，有利于提高辦學水平和優化學校管理，能夠適應新時期網絡技術的發展、社會的需要以及學校管理和教學改革等方面的需要。